基于CompactRIO的发动机连杆疲劳试验系统研究

  作者:刘宏瑞,刘震涛 时间:2012-09-11来源:电子产品世界

  3.2.2.2加载载荷的监控

  加载载荷监控包括三个方面:连杆拉压载荷监控、液压缸上油腔压力监控、液压缸下油腔压力监控,三个载荷都通过CompactRIO 9201模块采集,在监控界面上实时显示波形图。其中拉连杆压载荷的测量通过Interface拉压力传感器,两个液压缸油腔的压力测量通过KISTLER压力传感器。

  3.2.2.3安全故障的监控

  保证试验安全是重中之重,本试验系统针对存在安全隐患的部分进行监控,在发现故障后进行相应的处理。这部分是软件通过CompactRIO 9401DI/O模块和CompactRIO 9485SSR模块实现的:CompactRIO 9401DI/O模块实时监视液压系统电源开关信号,控制柜电源开关信号,液压泵站油压、温度、泄漏、液位信号状态,当状态不正常时,由CompactRIO 9485SSR模块切断相应部分的开关,确保试验安全。

  3.2.3数据的处理

  如图4所示,试验系统针对每种信号都有相应的NI硬件进行采集。CompactRIO 9014的RT和FPGA模块保障了数据采集、监视、存储的实时性和可靠性,LabVIEW的公式节点和XY波形图可对数据进行较好的分析。针对疲劳试验时间长、数据量大的特点,数据的处理采用LabVIEW中的TDMS数据流。

  四. 试验系统现场成果

  4.1硬件现场效果

  4.1.1系统功能

  (1)用于发动机连杆拉压疲劳试验,并对试验结果作出相应评估;
  (2)可作为发动机零部件静载试验的加载系统;
  (3)使用静态应变仪可以测试被试件的应力、应变状态。

  4.1.2性能指标

  (1)加载形式:拉力压力可连续单独调节,可达到任意负荷比;
  (2)压力范围:0~28Mpa,手动调压;
  (3)脉冲频率:≤22HZ,连续可调;
  (4)加载波形:非对称正弦波;
  (5)控制精度:拉压载荷≤4%,加载频率≤2%。

  4.1.3组成结构

  4.2软件效果

  打开程序后,进入了程序主界面,主界面将程序分为三个主要模块:试验设置、实时监测和数据分析。同时还有关于部分介绍试验系统相关信息以及退出系统按钮。

  点击“关于”按钮后,出现介绍整个试验系统基本信息界面。

  点击“试验设置”按钮后,进入试验设置界面。

  试验设置主要分为三个部分:试验基本信息、试验系统参数和连杆试件参数。设置参数可以手动输入,也可以载入历史记录。选择不同的试验类型(拉伸静载试验、压缩静载试验、小头动态疲劳试验和大头动态疲劳试验)时,与之相应的参数会显示出来进行设置。

  点击“实时监测”按钮时,会出现监测界面。试验监测时,有以下信息:

  (1)四个波形图显示控制波形、加载载荷、拉伸压缩载荷(可选择显示)、应变波形(可选择显示);
  (2)六个指示灯显示液压系统电源开关信号,控制柜电源开关信号,液压泵站油压、温度、泄漏、液位信号状态;
  (3)时间显示以及循环次数显示都是实时显示疲劳试验进行程度;
  (4)位移判定范围、应变判定个数及范围都是实时设定监测连杆试件疲劳状态方式;
  (5)初始置零消除各传感器无信号时干扰,循环置零使循环数清零;
  (6)频率和伺服阀控制信号(正负放大系数)实时可调以调整试验状态;
  (7)三路应变的峰值谷值实时显示;
  (8)系统拉伸压缩载荷极值显示目前可达到的载荷极值;
  (9)连杆所受最大拉伸和压缩载荷实时显示;
  (10)NI 9263、NI 9205、NI 9237超时指示灯显示三个板卡超时状态。

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关键词: NI LabVIEW CompactRIO

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